Naukowcy potwierdzają istnienie pierwszej jaskini księżycowej, która może pomóc chronić astronautów przed ekstremalnymi temperaturami księżyca

CNN
—

Naukowcy od dawna stawiali hipotezę o istnieniu księżycowych jaskiń – podziemnych przejść utworzonych przez… Procesy wulkaniczne Z czym się wiąże Kratery pokrywające powierzchnię KsiężycaTeraz zespół międzynarodowych badaczy znalazł pierwszy bezpośredni dowód na to, że najgłębszy znany krater na Księżycu jest połączony z jaskinią, która mogłaby zapewnić schronienie astronautom.

Identyfikacja obszarów na Księżycu, które mogłyby chronić ludzi i robotycznych badaczy przed trudnym środowiskiem księżycowym – w tym silnym promieniowaniem i ekstremalnymi temperaturami – może mieć kluczowe znaczenie dla przyszłej eksploracji kosmosu, w miarę jak kraje takie jak Stany Zjednoczone i Chiny ścigają się w tworzeniu zaawansowanego układu księżycowego. Długotrwała obecność człowieka Na najbliższym naturalnym satelicie Ziemi.

Aby znaleźć jaskinię, zespół zbadał archiwalne pomiary radarowe krateru znalezionego na rozległej równinie zwanej Spokojne morzeAlbo Morze Spokoju, które było miejscem lądowania Misja Apollo 11 W 1969 r.

Należąca do NASA sonda Lunar Reconnaissance Orbiter zebrała dane radarowe w 2010 roku, wykorzystując długości fal, aby odkryć, co znajduje się pod powierzchnią. Jak wynika z badań opublikowanych w poniedziałek w czasopiśmie Nature, analizując dane, naukowcy odkryli pustą przestrzeń na głębokości od 130 do 170 metrów pod ziemią. Journal of Natural Astronomy.

Nowo odkryta jaskinia, która ma co najmniej 45 metrów (około 148 stóp) szerokości i od 30 do 80 metrów (98 do 262 stóp) długości, może być dopiero pierwszą częścią dłuższej rurowej jamy utworzonej przez lawę – i prawdopodobnie znajduje się tam więcej jaskiń, których jeszcze nie odnaleziono – twierdzą naukowcy.

„Księżycowe jaskinie przez długi czas pozostawały tajemnicą” – powiedział w e-mailu Leonardo Carrer, współautor badania i adiunkt na Wydziale Inżynierii Informacyjnej i Informatyki Uniwersytetu w Trydencie we Włoszech. Naukowcy zakładali ich istnienie od ponad 50 lat. Zaskakujące było więc to, że „w końcu udało nam się udowodnić istnienie kanału podpowierzchniowego”.

Przyszłe badania i eksploracja jaskiń księżycowych mogą również dostarczyć nowego wglądu w ewolucję Księżyca i… Wulkanizm księżycowyJak podkreślają autorzy w badaniu.

„Jaskinie to wyjątkowe środowisko, w którym zachowała się historia Księżyca” – powiedział w e-mailu Lorenzo Bruzzone, profesor telekomunikacji i dyrektor Laboratorium Teledetekcji na Uniwersytecie w Trydencie. „Analiza skał wewnątrz tych jaskiń może umożliwić nowe odkrycia związane z ewolucją Księżyca… takie jak „Oś czasu i czas trwania księżycowej aktywności wulkanicznej, a także rzeczywisty skład płaszcza Księżyca”.

Dodał: „Księżycowe jaskinie mogą być alternatywą lub dodatkiem do bazy na Księżycu”.

W pobliżu równika księżycowego średnia temperatura wynosi średnio 250 stopni Fahrenheita (121 stopni Celsjusza) w świetle dziennym i spada do minus 208 stopni Fahrenheita (-133 stopni Celsjusza) o zmroku. Według NASAJak zarejestrował sonda Lunar Reconnaissance Orbiter, ekstremalne temperatury spadły do ​​minus 410 F (-246 C).

Naukowcy z Badanie z lipca 2022 r Który przyjrzał się szeregowi kraterów na Księżycu – z których część miała prowadzić do jaskiń NASA po odkryciu – Stwierdzono, że zacienione schronienia są bardziej stabilne termicznie i utrzymują stałą temperaturę około 63°F (17°C).

„Posiadanie dodatkowych dowodów na istnienie jaskini rozciągającej się od dna krateru Mare Tranquillitatis jest naprawdę ekscytujące” – powiedział w e-mailu Tyler Horvath, doktorant nauk planetarnych na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles i główny autor badania z 2022 roku.

Horvath, który nie był zaangażowany w nowe badanie, dodał: „Księżycowe jaskinie mogą zapewnić ogromne korzyści astronautom i łazikom, ponieważ mogą szukać schronienia przed niebezpieczeństwami na powierzchni Księżyca, takimi jak promieniowanie, mikrometeoryty i ekstremalne temperatury, które mogą również otworzyć drogę do drzwi do długoterminowej obecności człowieka.” na Księżycu”.

Horvath powiedział, że na Księżycu znajduje się ponad 200 znanych kraterów, takich jak te w Morzu Spokoju, ale jest prawdopodobne, że tylko kilka z nich sięga do jaskiń. Dodał Carrier, że niektóre rury lawowe mogą być niedostępne ze względu na gruz blokujący przejścia.

Cechy wnętrza nowo odkrytej jaskini pozostaną niejasne, dopóki sonda lub badania prowadzone przez ludzi nie dostarczą dalszych informacji. Wnętrze może wyglądać podobnie do świeżo uformowanej tuby lawy na Ziemi, ale jest znacznie większe, powiedział Horvath. Paul Hein, profesor nadzwyczajny na Wydziale Nauk Astrofizycznych i Planetarnych na Uniwersytecie Kolorado w Boulder, dodał, że prawdopodobnie wyglądałoby to na gładkie ściany, z wyjątkiem miejsc, w których lawa mogłaby tworzyć grzbiety i grzbiety zwane lawą, a jaskinia byłaby bardzo ciemno, z wyjątkiem miejsc aż Światło słoneczne odbija się od dna otworu.

Duży rozmiar jaskini nie jest zaskakujący, powiedział Hein, który jest współautorem badania z 2022 r., ale nie był zaangażowany w nowe badania ze względu na niską grawitację Księżyca i wpływ, jaki może ona mieć na stabilność rur lawowych, czyli większych jaskiń mogą tworzyć się z mniejszym ryzykiem zawalenia się. Większość rur lawowych na Ziemi znajduje się na Hawajach, Wyspach Kanaryjskich, Australii i Islandii i rozciąga się od Średnica od 33 do 98 stóp. A Badanie z sierpnia 2020 r Sugerowano, że rury lawowe na Księżycu mogą mieć średnicę do 1 km (3280,84 ft).

„Nie powinniśmy być zbytnio zaskoczeni, jeśli przyszłe badania odkryją jeszcze większe jaskinie. Udało nam się rzucić okiem na wewnętrzny system drenażu wulkanicznego Księżyca” – powiedział Hein w e-mailu.

Autorzy nowego badania odkryli, że jaskinia mogła być płaska lub nachylona pod maksymalnym kątem 45 stopni, co sugeruje, że prawdopodobnie była dostępna, powiedział Carrier.

Jednak ze względu na głębokość tej jaskini (i być może innych jaskiń księżycowych) opuszczenie astronautów na dno krateru może wymagać pewnej kreatywności – być może wymagałoby to użycia sprzętu do wspinaczki skałkowej, takiego jak liny, urządzenia kotwiczące, większe kable do sprzętu, i materiały budowlane, powiedział Hein. Dodał, że proces ten może ostatecznie obejmować budowę bardziej trwałej konstrukcji, takiej jak winda towarowa.

Inne pomysły na eksplorację głębokiego krateru Mare Tranquillitatis i nowo odkrytej jaskini w jego wnętrzu to robotyczny dźwig, który mógłby zostać użyty do opuszczenia astronauty lub statku kosmicznego na Ziemię, co jest obecnie badane przez Europejska Agencja Kosmiczna.

Noah Petro, kierownik Laboratorium Geologii Planetarnej, Geofizyki i Geochemii NASA, zauważył, że obserwatorzy nieba obserwujący Księżyc mogą zidentyfikować Morze Spokoju, w którym odkryto jaskinię, szukając dużej, ciemnej równiny. Zalecił zajrzenie w to miejsce 20 lipca, aby uczcić 55. rocznicę lądowania Apollo 11 – pierwszej misji wysłania człowieka na Księżyc.

„Odkrycie (potencjalnych kraterów i jaskiń) sięga kilku lat wstecz, (ale) nowe informacje z danych radarowych mówią: «O mój Boże, jest trochę większy, niż się spodziewaliśmy.» Pietro nie był zaangażowany w nowe badanie.

„LRO przebywa na Księżycu od 15 lat, tworząc niesamowite zbiory danych, które zmieniły nasz pogląd na Księżyc i które wykorzystuje się do dokonywania tego typu odkryć” – powiedział Pietro. „(Jaskinia) to jedna z tych cudownych niespodzianek, które księżyc zawsze ma dla nas w zanadrzu.”